受东亚夏季风系统影响，长江中下游地区夏季降水演变特征多样，形成机制复杂。本论文利用台站逐日降水产品、中国地面与CMORPH融合逐小时降水产品、JRA-55逐6小时再分析产品、ERA5逐时再分析产品和FNL逐6小时再分析产品等多源数据资料，分析了1959～2013年间长江流域夏季强降水事件对应的三维立体环流结构及其时空演变特征，并选取与强降水对应的环流型态及其演变特征相近的个例，进行细致分析。在认识观测特征的基础上，利用WRF模式对选取个例进行模拟，并开展针对对流层高层温度对降水影响的敏感性试验，探讨高层温度在强降水形成中的作用，进一步丰富了对长江中下游地区强降水对应异常环流特征的认识和理解。本论文主要结论总结概括如下:
　　在长江中下游地区夏季发生强降水前，对流层高层存在显著的温度异常，主要表现为:在300hPa，长江中下游地区被暖异常控制，中心强度为0.9℃;内蒙古和日本岛上空分别存在中心强度为-1.0℃和-0.9℃的冷异常中心。暖异常控制区域在整个对流层呈现“上暖下冷”的斜压结构，冷异常控制区域则在对流层整层表现为准正压结构。长江中下游地区夏季强降水发生前的异常环流三维结构以300hPa温度为主导，在静力平衡和准地转平衡作用下，高层的暖异常在其上层和下层分别激发出反气旋、气旋式环流异常。在300hPa温度异常上层的200hPa，长江中下游地区高空的反气旋异常北侧与内蒙古高空的气旋式异常的南侧均存在西风异常，西风异常使得气候态西风急流增强并东伸南移;同时，300hPa暖异常下层的气旋式异常东部边缘为西南风异常，增强了长江中下游地区的低层辐合以及水汽输送。南移东扩的急流提供了异常增强的高层辐散，配合低层的辐合场和水汽输送，长江中下游地区出现并维持强的异常上升运动，有利于强降水的形成。长江中下游地区夏季强降水前期的高层温度异常及三维环流结构在该地区强降水之前已经存在，可追溯到2天前的青藏高原东麓及四川盆地。影响强降水发生发展的三维异常环流结构呈现出明显的东移特征，但高低层存在差异，高层异常中心移动较为平稳，而低层位势异常和水汽异常则呈现出间断式移动的特征。
　　针对2015年6月5日至2015年6月8日一次长江中下游地区的自西向东移动的强降水个例的分析表明:300hPa暖异常早于降水12小时出现，并且暖异常随时间东移在2015年6月6日20时进入长江中下游地区。降水处在高层暖中心南部，雨带东移与300hPa暖中心的东移加强有较好的一致性。与高层暖异常东移相对应，200hPa西风急流东移南偏，500hPa副高东退，700hPa正涡度中心东移，整层积分的水汽通量辐合带东移，与雨带的东移加强均有很好的一致性。其中，200hPa急流南侧的高空辐散场为降水提供了动力条件，北推的低空急流和副高西北边缘的西南气流为降水输送了水汽，700hPa正涡度与风切变有利于形成上升运动，上述条件互相配合，在长江中下游地区水汽辐合抬升并配合高层辐散场，形成强降水。300hPa暖异常先于长江中下游地区降水出现，此时高层增温主要由温度水平平流贡献。在长江中下游地区降水出现后，300hPa温度再次升高并达到峰值，此时段内随降水增多而加强的非绝热加热作用在增温过程中占主导地位，温度水平平流的增温作用逐渐减弱。
　　采用WRF模式对上述强降水个例的数值模拟分析表明:WRF模式能够基本再现降水和三维环流结构东移加强的特征。高层暖异常和中低层低涡东移加强、低空急流北推以及在演变过程中地面雨带与这些系统的相对位置都能被模式刻画出来。但模式模拟的整个过程降水量偏多，雨带中心位置偏南。在敏感性试验中，通过削弱降水前期中高层暖异常的强度，发现在降水过程的前半段，敏感性试验中的中高层温度较参照试验明显偏小，对流层低层低涡减弱、水汽输送减小、降水量明显减小，且减小的程度与敏感性试验中温度减少程度一致。这一结果验证了中高层暖异常在长江中下游强降水及三维结构形成和发展中的重要作用。